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【摘 要】机械加工中，微机做为机械电气传动控制系统的核心被越来越广泛的采用，如数控机床、各类程控加工生产线、自动检测仪、电气传动控制设备的改造等。随着电子元器件、微机硬件可靠性的提高，干扰问题是微机控制系统的最大问题，可以说此问题解决不当，对电子技术应用的推广有一定的影响，本文针对微机控制系统中的干扰问题作出分析，并提出相关措施。
【关键词】微机 电气 控制
在当今机械加工中，微机做为机械电气传动控制系统的核心被越来越广泛的采用，如数控机床、各类程控加工生产线、自动检测仪、电气传动控制设备的改造等。随着电子元器件、微机硬件可靠性的提高，在微机控制系统中，最突出的是系统抗干扰问题，也是当前推广电子技术应用的一个关键。通常系统的干扰来自内部和外部两个方面，内部干扰多由于系统的结构布局、线路设计、元器件性能变化等因素造成，外部干扰则种类较多、强度和随机性大。为此，将微机控制系统各主要组成部分：电源、过程通道、传输线路、控制箱等抗干扰问题。
一、微机控制系统电源的抗千扰
微机控制系统电源往往取自工频电网，工频电网中，可能有不同的电感性负载和晶闸管等半导体元件，在运行时，di/dt/dv/dt闸管等半导体元件，在运行时，在几赫至几兆赫，为防止这些干扰从工频电网窜入，可采用加低通滤波器，带屏蔽隔离变压器、相序分置、高抗干扰稳压电源等方法。
（一）低通滤波器。低通滤波器基本电路如图1所示，由于电容的容抗Xc=1/2fc，电感的电抗Xl=1/2fl，对于高频干扰电压，电容C1、C2呈现很低的容抗，而电感L呈现很高的电抗。这样，高频干扰电压就能被此电路滤去。实际上这是一个无源四端网络，能使直流分量和低于截止频率的谐波通过，并不能消除全部高频干扰。
（二）带屏蔽的隔离变压器。高频干扰电压是经变压器初、次级绕组的分布电容串入系统的。因此抑制这种干扰的出发点是尽量减小此分布电容，也就是要在变压器的绕组中加屏蔽层，带有屏蔽层的变压器可将其分布电容减小到0.001Pf，对干扰信号进行隔离。
（三）相序的分置。就是在控制系统中，把主机的电源和外部设备的电源，把弱电控制部分和强电执行部分电源分别接到三相交流电源不同相序上。
（四）采用高抗干扰稳压电源。目前较为先进的是采用频谱均衡法原理制造稳压电源。它的抗干扰并不采用常规的滤波、屏蔽、隔离，而是将来自交流电网集中能量的随机干扰转变为多种频率的能量，达到均衡能量，从而减小干扰能量的幅值。
二、传输线路的抗千扰
导体本身具有电阻、电感，绝缘导线之间还有一定的寄生电容，对地有杂散电容。在控制系统中有各种电源线、控制线、信号线、执行线，随着敷设方式或走向不同都会产生不同的干扰。因此，合理布线是抗干扰的有效方法。
（一）布线原则。首先对控制系统各类线路进行分类，分成易受干扰的、不受干扰、有干扰等类线路。为消除互扰影响，如交、直流电路、高阻抗输入电路与邻近电路、强电、弱电电路、不同电压、不同电流电路等，应分开距离走线，走线要不拘一格，使各器件之间连接尽可能缩短（减弱干扰效应）。对于传输线可适当采用双绞线，必要时，同类型线可编成辫子走线，以利于抑制磁祸合造成的影响。布线最好贴“地”走，若系统“地线”采用公共地时，应使其所有线路层量沿地面、金属柜体或地线敷设。当系统“地”采用“浮地”时，则所有线路均应沿直流地敷设。正确的贴地可减少环路面积，缩小磁感应藕合的影响。
（二）导线线径的选取原则。系统各电路中选用的导线线径，可根据导线在使用中的温升、压降、集肤效应、机械强度综合考虑。对于大电流的电源线、地线、以及长距传输线要注意压降影响，电流线可按在此线上压降损失（ 三、软件抗千扰措施
微机在进行输入扫描及输出控制时，往往易引起干扰。为保证输入信号检测的准确性和输出信号的可靠性，还得在软件上进行适当处理。软件抗干扰包括：用软件来提高主机及外设的干扰性能和程序自身的抗干扰。
（一）重复输入输出：这是提高输入输出接口抗干扰性能的一项有力措施。对同一种信号连续接收或送出几次，进行重复运算、对比，以判断外围工作是否正常。
（二）数字滤波：这种方法是利用处理器执行一定的程序计算方法，减少噪音在有用信号中的比例，一般较常用的滤波方法有；算术平均值法、系统滤波法、一阶惯性滤波法、加权平均法和中位值法。
（三）开关信号：可根据脉冲的宽度不同将干扰信号滤出，一般晶闸管换流的干扰信号脉冲宽度在100协s以内，很容易使有用信号的脉冲宽度远大于这个数值。
（四）防止程序“死锁”或“跑飞”，因为工程控制都是作为专用目的，故防止程序死锁跑飞较易。1.设置正常程序的运行时间，时间监视器不能产生中断，一旦运行超过正常时间，时间监视器向CPU发出中断，CPU转入处理故障的子程序。2.设置开关标志，当程序较长时，最好分成几个功能块，每个功能块中设立开关标志。当程序进入这块时，首先访问它，然后建立状态，一旦在运行中受到干扰，就转入再起动入口处，转入服务处理，查询各标志位和执行过程的状态位，就可判定程序执行到何处，再由此启动，这样就不需要重新启动而产生掉失数据。
四、总结
除以上三条抗干扰措施外，还应注意了解用户使用环境。往往工业现场有强大干扰，工作条件较差，因此还应根据现场干扰情况按上述办法，加强相应的抑制措施，才保证控制系统的正常运行。
参考文献：
[1]韩刚编.工业电子控制装置的抗干扰技术.中国铁道部出版社
[2]〔日本〕西山宪和.抗噪声的J妾地措施.国外电气白动化
【关键词】微机 电气 控制
在当今机械加工中，微机做为机械电气传动控制系统的核心被越来越广泛的采用，如数控机床、各类程控加工生产线、自动检测仪、电气传动控制设备的改造等。随着电子元器件、微机硬件可靠性的提高，在微机控制系统中，最突出的是系统抗干扰问题，也是当前推广电子技术应用的一个关键。通常系统的干扰来自内部和外部两个方面，内部干扰多由于系统的结构布局、线路设计、元器件性能变化等因素造成，外部干扰则种类较多、强度和随机性大。为此，将微机控制系统各主要组成部分：电源、过程通道、传输线路、控制箱等抗干扰问题。
一、微机控制系统电源的抗千扰
微机控制系统电源往往取自工频电网，工频电网中，可能有不同的电感性负载和晶闸管等半导体元件，在运行时，di/dt/dv/dt闸管等半导体元件，在运行时，在几赫至几兆赫，为防止这些干扰从工频电网窜入，可采用加低通滤波器，带屏蔽隔离变压器、相序分置、高抗干扰稳压电源等方法。
（一）低通滤波器。低通滤波器基本电路如图1所示，由于电容的容抗Xc=1/2fc，电感的电抗Xl=1/2fl，对于高频干扰电压，电容C1、C2呈现很低的容抗，而电感L呈现很高的电抗。这样，高频干扰电压就能被此电路滤去。实际上这是一个无源四端网络，能使直流分量和低于截止频率的谐波通过，并不能消除全部高频干扰。
（二）带屏蔽的隔离变压器。高频干扰电压是经变压器初、次级绕组的分布电容串入系统的。因此抑制这种干扰的出发点是尽量减小此分布电容，也就是要在变压器的绕组中加屏蔽层，带有屏蔽层的变压器可将其分布电容减小到0.001Pf，对干扰信号进行隔离。
（三）相序的分置。就是在控制系统中，把主机的电源和外部设备的电源，把弱电控制部分和强电执行部分电源分别接到三相交流电源不同相序上。
（四）采用高抗干扰稳压电源。目前较为先进的是采用频谱均衡法原理制造稳压电源。它的抗干扰并不采用常规的滤波、屏蔽、隔离，而是将来自交流电网集中能量的随机干扰转变为多种频率的能量，达到均衡能量，从而减小干扰能量的幅值。
二、传输线路的抗千扰
导体本身具有电阻、电感，绝缘导线之间还有一定的寄生电容，对地有杂散电容。在控制系统中有各种电源线、控制线、信号线、执行线，随着敷设方式或走向不同都会产生不同的干扰。因此，合理布线是抗干扰的有效方法。
（一）布线原则。首先对控制系统各类线路进行分类，分成易受干扰的、不受干扰、有干扰等类线路。为消除互扰影响，如交、直流电路、高阻抗输入电路与邻近电路、强电、弱电电路、不同电压、不同电流电路等，应分开距离走线，走线要不拘一格，使各器件之间连接尽可能缩短（减弱干扰效应）。对于传输线可适当采用双绞线，必要时，同类型线可编成辫子走线，以利于抑制磁祸合造成的影响。布线最好贴“地”走，若系统“地线”采用公共地时，应使其所有线路层量沿地面、金属柜体或地线敷设。当系统“地”采用“浮地”时，则所有线路均应沿直流地敷设。正确的贴地可减少环路面积，缩小磁感应藕合的影响。
（二）导线线径的选取原则。系统各电路中选用的导线线径，可根据导线在使用中的温升、压降、集肤效应、机械强度综合考虑。对于大电流的电源线、地线、以及长距传输线要注意压降影响，电流线可按在此线上压降损失（
微机在进行输入扫描及输出控制时，往往易引起干扰。为保证输入信号检测的准确性和输出信号的可靠性，还得在软件上进行适当处理。软件抗干扰包括：用软件来提高主机及外设的干扰性能和程序自身的抗干扰。
（一）重复输入输出：这是提高输入输出接口抗干扰性能的一项有力措施。对同一种信号连续接收或送出几次，进行重复运算、对比，以判断外围工作是否正常。
（二）数字滤波：这种方法是利用处理器执行一定的程序计算方法，减少噪音在有用信号中的比例，一般较常用的滤波方法有；算术平均值法、系统滤波法、一阶惯性滤波法、加权平均法和中位值法。
（三）开关信号：可根据脉冲的宽度不同将干扰信号滤出，一般晶闸管换流的干扰信号脉冲宽度在100协s以内，很容易使有用信号的脉冲宽度远大于这个数值。
（四）防止程序“死锁”或“跑飞”，因为工程控制都是作为专用目的，故防止程序死锁跑飞较易。1.设置正常程序的运行时间，时间监视器不能产生中断，一旦运行超过正常时间，时间监视器向CPU发出中断，CPU转入处理故障的子程序。2.设置开关标志，当程序较长时，最好分成几个功能块，每个功能块中设立开关标志。当程序进入这块时，首先访问它，然后建立状态，一旦在运行中受到干扰，就转入再起动入口处，转入服务处理，查询各标志位和执行过程的状态位，就可判定程序执行到何处，再由此启动，这样就不需要重新启动而产生掉失数据。
四、总结
除以上三条抗干扰措施外，还应注意了解用户使用环境。往往工业现场有强大干扰，工作条件较差，因此还应根据现场干扰情况按上述办法，加强相应的抑制措施，才保证控制系统的正常运行。
参考文献：
[1]韩刚编.工业电子控制装置的抗干扰技术.中国铁道部出版社
[2]〔日本〕西山宪和.抗噪声的J妾地措施.国外电气白动化